FR2464544A1 - COAXIAL INDUCTIVE COUPLER - Google Patents

Abstract

UN COUPLEUR INDUCTIF COAXIAL AYANT UN NOYAU INTERIEUR MAGNETIQUE 86 ET UN NOYAU EXTERIEUR MAGNETIQUE 87 ENTOURANT LE PRECEDENT, CHACUN AYANT DES ENROULEMENTS RESPECTIFS 97, 165. LE NOYAU MAGNETIQUE INTERIEUR EST PORTE PAR UN ENSEMBLE INTERIEUR DE SUPPORT 91 QUI EST CONNECTE DE PLUS A UNE COQUE DE PROTECTION EXTERIEURE 110. LE NOYAU EXTERIEUR EST DISPOSE A L'INTERIEUR D'UN CYLINDRE 154 AYANT A L'UNE DE SES EXTREMITES UNE GRANDE PIECE GUIDE 168 POUR FACILITER SON INSERTION DANS LA COQUE DE PROTECTION EXTERIEURE. UN MECANISME DE VERROUILLAGE 184, 185 EST MENAGE POUR GARANTIR UN ACCOUPLEMENT EFFECTIF ET UN DEGAGEMENT AISE.A COAXIAL INDUCTIVE COUPLER HAVING AN INNER MAGNETIC CORE 86 AND AN EXTERIOR MAGNETIC CORE 87 SURROUNDING THE PREVIOUS ONE, EACH HAVING RESPECTIVE WINDINGS 97, 165. THE INSIDE MAGNETIC CORE IS CARRIED BY AN INNER SUPPORT ASSEMBLY 91 OF MORE WHICH IS CONNECTED. OF EXTERIOR PROTECTION 110. THE EXTERIOR CORE IS PROVIDED INSIDE BY A CYLINDER 154 HAVING AT ONE OF ITS ENDS A LARGE GUIDE PART 168 TO FACILITATE ITS INSERTION IN THE EXTERIOR PROTECTION SHELL. A LOCKING MECHANISM 184, 185 IS PROVIDED TO ENSURE AN EFFECTIVE COUPLING AND EASY RELEASE.

Description

Coupleur inductif coaxial L'invention concerne en général les dispositifsCoaxial inductive coupler The invention relates generally to devices

coupleurs de signaux et/ou d'énergie, électriques, et plus particulièrement un coupleur de la variété des coupleurs inductifs.  signal couplers and / or energy couplers, and more particularly a coupler of the variety of inductive couplers.

Les coupleurs inductifs, destinés au couplage d'énergie élec-  Inductive couplers, intended for the coupling of electrical energy

trique d'une source avec une charge d'utilisation, sont employés  of a source with a usage load, are used

dans des environnements o le milieu ambiant s'oppose à l'em-  in environments where the environment is opposed to

ploi de contacts électriques normaux à découvert, métal sur métal. Par exemple, de tels coupleurs sont utilisés pour éviter des étincelles dans une atmosphère explosive et trouvent un large emploi dans l'industrie pétrolière off-shore ou d'autres opérations sous l'eau pour effectuer des connexions de circuit  use of normal electrical contacts uncovered, metal on metal. For example, such couplers are used to avoid sparks in an explosive atmosphere and find wide use in the offshore oil industry or other underwater operations for making circuit connections.

à circuit au-dessous de la surface de l'eau.  circuit below the surface of the water.

Le coupleur inductif est basé sur le principe des transforma-  The inductive coupler is based on the principle of transformations

teurs de courant alternatif, c'est-à-dire que par induction électromagnétique une tension est induite par un enroulement primaire dans un enroulement secondaire à l'aide d'un circuit  alternating current, that is to say that by electromagnetic induction a voltage is induced by a primary winding in a secondary winding using a circuit

magnétique sans réaliser aucune connexion électrique physique.  magnetic without realizing any physical electrical connection.

Dans sa forme la plus simple, un type de coupleur inductif utilise deux noyaux en C représentant un circuit magnétique,  In its simplest form, one type of inductive coupler uses two cores in C representing a magnetic circuit,

chacun de ces noyaux ayant un enroulement respectif, et, lors-  each of these cores having a respective winding, and, when

que les extrémités terminales respectives des deux noyaux en C  that the respective terminal ends of the two C-rings

sont amenées l'une contre l'autre, un transformateur de prin-  are brought against each other, a transformer of prin-

cipe est formé. Par application d'un isolement électrique et de matériaux de protection contre la corrosion appropriés, un tel connecteur peut être utilisé comme interface électrique entre  cipe is formed. By applying electrical isolation and appropriate corrosion protection materials, such a connector can be used as an electrical interface between

des composants immergés.submerged components.

Lorsqu'ils sont utilisés pour des transferts de signaux ou de données, ces coupleurs face contre face, s'ils sont séparés par un intervalle même relativement faible, présentent une  When used for signal or data transfers, these face-to-face couplers, if separated by a relatively small interval,

diminution inacceptable de la réponse générale en fréquence.  unacceptable decrease in the overall frequency response.

tn autre type de coupleur, tel que celui décrit au brevet anglais L 1 3b6 134, a été proposé pour le transfert d'énergie clectrique et est constitué d'une partie rr.agnétique externe avec enroulement, dans laquelle est logé de façon coaxiale un circuit magnétique interne avec enroulement. Une source d'éner- gie électrique est connectée à l'enroulement extérieur, lequel  Another type of coupler, such as that described in the British patent L 1336 134, has been proposed for the transfer of electrical energy and consists of an external magnetic part with winding, in which is housed coaxially a internal magnetic circuit with winding. A source of electrical energy is connected to the outer winding, which

constitue un primaire, et, un circuit d'utilisation est con-  constitutes a primary, and a circuit of use is

necté à l'enroulement intérieur lequel forme un secondaire.  nected to the inner winding which forms a secondary.

Avec un tel agencement, lorsque l'enroulement intérieur est retiré, le courant primaire s'accroit à un degré tel qu'une pièce-broche doit être insérée dans la pièce-douille ainsi ouverte d'o vient d'être retiré l'enroulement intérieur, de façon à empêcher le circuit primaire de griller. En variante,  With such an arrangement, when the inner winding is removed, the primary current increases to such a degree that a spindle-piece must be inserted into the thus-open sleeve piece from which the winding has just been removed. inside, so as to prevent the primary circuit from roasting. In a variant,

il est proposé de créer un circuit électrique auxiliaire com-  it is proposed to create an auxiliary electrical circuit

plet formé d'une pluralité d'éléments inductifs et capacitifs  plet formed of a plurality of inductive and capacitive elements

afin de former un circuit accordé avec le bobinage primaire.  to form a tuned circuit with the primary winding.

Ainsi lorsque le secondaire est retiré au désaccouplement, le circuit électrique se désaccorde de telle sorte que le courant  Thus when the secondary is withdrawn at uncoupling, the electrical circuit detunes so that the current

primaire soit abaissé de façon notable.  primary is significantly reduced.

L'invention a pour but principal-de créer un coupleur inductif  The main purpose of the invention is to create an inductive coupler

perfectionné, du type coaxial précité et qui élimine complète-  sophisticated, of the aforementioned coaxial type and which completely eliminates

ment le besoin de pièces d'enfichage ou broches auxiliaires, ou de composants de circuit électrique auxiliaire nécessaires  the need for plug-in parts or auxiliary pins, or auxiliary electrical circuit components

pour un circuit accordé.for a tuned circuit.

Un autre type de coupleur coaxial utilise des enroulements coaxiaux primaire et secondaire couplés inductivement l'un à  Another type of coaxial coupler uses primary and secondary coaxial coils inductively coupled to each other.

l'autre sans le secours d'un circuit magnétique fermé à noyaux.  the other without the help of a closed magnetic ring circuit.

Bien que l'énergie électrique dans les coupleurs d'un tel type soit délivrée à l'enroulement interieur constituant un primaire, ils ne présentent qu'un couplage très faible et la réalisation  Although the electrical energy in the couplers of this type is delivered to the inner winding constituting a primary, they have only a very weak coupling and the realization

est relativement inefficace.is relatively inefficient.

D'autres types encore de coupleurs coaxiaux qui comportent des - 3 -  Still other types of coaxial couplers which have - 3 -

circuits magnétiques fermés, possèdent des surfaces tronconi-  closed magnetic circuits, have truncated surfaces

ques conjuguées. Lorsqu'ils sont utilisés dans un environnement subaquatique, o la boue, les algues, et les produits marins  conjugates. When used in an underwater environment, where mud, algae, and marine products

par exemple, peuvent venir en contact avec les surfaces conju-  for example, may come into contact with

guées, le fonctionnement correct du couplage est sévèrement  the correct operation of the coupling is strictly

dégradé par suite de désalignement axial.  degraded due to axial misalignment.

Le coupleur coaxial selonl'invention est d'une conception  The coaxial coupler according to the invention is of a design

telle qu'il permette un degré relativement élevé de désaligne-  such as to permit a relatively high degree of misalign-

ment axial tout en maintenant encore un fonctionnement correct, non seulement du transfert d'énergie électrique, mais aussi du transfert de données. De plus, la structure de ce coupleur est telle qu'elle facilite l'accouplement et le désaccouplement même en milieux subaquatiques o la visibilité peut être  Axially while still maintaining proper operation, not only the transfer of electrical energy, but also the transfer of data. In addition, the structure of this coupler is such that it facilitates coupling and uncoupling even underwater environments where the visibility can be

affectée.affected.

L'invention réside, en gros, dans un coupleur inductif compre-  The invention basically resides in an inductive coupler comprising

nant: un premier ensemble support comportant une partie en tige allongée; un premier noyau allongé conducteur de flux magnétique, s'étendant autour de cette tige et porté par elle, et comportant une première et une seconde partie terminale ainsi qu'une partie centrale joignant ces parties terminales;  nant: a first support assembly having an elongated rod portion; a first elongated magnetic flux conductive core extending around and carried by said rod, having first and second end portions and a central portion joining said end portions;

un premier enroulement positionné autour de cette partie cen-  a first winding positioned around this central part

trale; un second ensemble support de forme générale cylindri-  tral; a second support assembly of generally cylindrical shape

que et creuse; un second noyau conducteur de flux magnétique, positionné autour de la surface intérieure du second ensemble support; un second enroulement positionné autour de la surface interne de la partie centrale de ce second noyau; le premier noyau pouvant s'accoupler intérieurement avec le second noyau de telle sorte que les première et seconde parties terminales de ce premier noyau soient en correspondance de flux magnétique avec les parties terminales respectives du second noyau; ce  that and digs; a second magnetic flux conducting core positioned around the inner surface of the second support assembly; a second winding positioned around the inner surface of the central portion of the second core; the first core being internally mating with the second core so that the first and second end portions of said first core are in magnetic flux correspondence with the respective end portions of the second core; this

second noyau présentant une forme cylindrique creuse, des pre-  second core having a hollow cylindrical shape,

mière et seconde parties terminales et une partie centrale  first and second end parts and a central part

joignant ces parties terminales.joining these terminal parts.

Le coupleur inductif selon l'invention comporte un premier ensemble support ayant une partie en tige allongée qui supporte un premier noyau allongé conducteur de flux magnétique0 Ce noyau possède une première et une seconde partie terminale, avec une partie centrale disposée entre ces dernières et autour  The inductive coupler according to the invention comprises a first support assembly having an elongate rod portion which supports a first elongated magnetic flux conducting core. This core has a first and a second end portion, with a central portion disposed therebetween and around

de laquelle est bobiné un premier enroulement.  of which is wound a first winding.

Un second ensemble support de forme générale cylindrique et creux est ménagé pour supporter un second noyau conducteur de  A second generally cylindrical and hollow support assembly is provided to support a second conductive core of

flux magnétique, qui est positionné autour de la surface inté-  magnetic flux, which is positioned around the inner surface

rieure de ce second ensemble support. Le second noyau est de forme générale cylindrique creuse et comporte des première et seconde parties terminales, et, une partie centrale avec un second enroulement qui est positionné autour de la surface intérieure de la partie centrale. Les noyaux peuvent s'épouser relativement de telle sorte que les première et seconde parties du premier noyau soient en correspondance de flux magnétique avec les parties terminales respectives du second noyau. Une coque protectrice extérieure cylindrique entoure en même temps les premier et second noyaux quand ils sont dans la position o ils s'épousent, et, un dispositif est ménagé pour verrouiller  of this second support assembly. The second core is of generally hollow cylindrical shape and has first and second end portions, and a central portion with a second coil which is positioned around the inner surface of the central portion. The cores may marry relatively so that the first and second portions of the first core are in magnetic flux correspondence with the respective end portions of the second core. A cylindrical outer protective shell at the same time surrounds the first and second cores when they are in the position where they marry, and, a device is arranged to lock

le coupleur lorsqu'il est dans ce dernier état.  the coupler when in the latter state.

Un exemple de mode de réalisation de l'invention est représenté au dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un coupleur inductif face contre face selon l'art antérieur; - la figure 2 donne des courbes représentant le rendement du coupleur de la figure 1; la figure 3 est une vue d'un autre coupleur inductif de l'art antérieur; la figure 4 est une vue simplifiée d'un coupleur selon l'invention en état de couplage d'énergie électrique; - la figure 5 est un circuit destiné à illustrer les courants circulant dans l'enroulement primaire du coupleur inductif - la figure 6 est un diagramme vectoriel illustrant certaines relations entre courants; - la figure 7 est une coupe axiale d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le coupleur intéressé se trouvant en état de désaccouplement; - la figure 8 est une coupe axiale d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le coupleur intéressé étant en état d'accouplement; et, - les figures 9 et 10 sont des vues en perspective éclatées et avec arrachements du coupleur de la figure 7O En se reportant maintenant à la figure 1, il y est représenté  An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, in which: - Figure 1 is a partial sectional view of a face-to-face inductive coupler according to the prior art; FIG. 2 gives curves representing the efficiency of the coupler of FIG. 1; Figure 3 is a view of another inductive coupler of the prior art; FIG. 4 is a simplified view of a coupler according to the invention in the state of coupling of electrical energy; FIG. 5 is a circuit for illustrating the currents flowing in the primary winding of the inductive coupler; FIG. 6 is a vector diagram illustrating certain relationships between currents; FIG. 7 is an axial section of a preferred embodiment of the invention, the coupler concerned being in a state of uncoupling; - Figure 8 is an axial section of a preferred embodiment of the invention, the coupler concerned being in the coupling state; and FIGS. 9 and 10 are exploded and broken away perspective views of the coupler of FIG. 7. Referring now to FIG. 1, there is shown

un coupleur inductif face contre face courant de l'art antérieur.  an inductive coupler face-to-face current of the prior art.

Ce coupleur 10 est constitué de deux parties de bottier 12 et 13 comprenant chacune un noyau en C respectif 15 et 16 ayant des enroulements respectifs 18 et 19. Des plaques couvercles en acier inoxydable 21 et 22 protègent les noyaux du milieu  This coupler 10 consists of two casing parts 12 and 13 each comprising a respective C-shaped core 15 and 16 having respective windings 18 and 19. Stainless steel cover plates 21 and 22 protect the cores of the medium.

ambiant tel qu'un environnement subaquatique.  such as an underwater environment.

Les enroulements 18 et 19 sont connectés électriquement à des  The windings 18 and 19 are electrically connected to

câbles respectifs 24 et 25 qui dans un emploi typique transpor-  respective cables 24 and 25 which in a typical transporting

tent des données ou signaux d'information. De tels coupleurs  data or information signals. Such couplers

sont extrêmement sensibles en réponse de fréquence à l'écarte-  are extremely sensitive in frequency response to the spread

ment relatif des deux parties s'épousant 12 et 13. Par exemple, sur la figure 2, la courbe 30 représente une réponse courante  relative relationship of the two parts marrying 12 and 13. For example, in Figure 2, the curve 30 represents a current response

de fréquence, sans intervalle entre les parties s'épousant.  of frequency, without interval between the parts marrying.

- b - b La courbe 31 illustre la réponse dégradée produite si les pièces de bottier sont séparées par une distance de 0,031 pouce (0,0787 cm). Les courbes montrent qu'à 100 kilohertz (khTz), il y a approximativement une réduction de 2 dB dans la réponse, cependant aux fréquences plus basses, la différence  Curve 31 illustrates the degraded response produced if the stacker pieces are separated by a distance of 0.031 inches (0.0787 cm). The curves show that at 100 kilohertz (khTz), there is approximately a 2 dB reduction in response, however at lower frequencies, the difference

est notablement plus élevée.is significantly higher.

Un autre type de coupleur inductif de l'art antérieur, qui a été proposé pour emploi dans une atmosphère explosive est  Another type of inductive coupler of the prior art, which has been proposed for use in an explosive atmosphere is

représenté en coupe sur la figure 3 et comporte un noyau cylin-  shown in section in FIG. 3 and comprises a cylindrical core

drique extérieur 34 présentant des ailes intérieures 35 et 36 s'étendant radialement vers l'intérieur à chaque extrémité,  outer jaw 34 having inner wings 35 and 36 extending radially inwardly at each end,

grâce à quoi un enroulement 38 est fixé à l'intérieur du cylin-  whereby a winding 38 is attached to the inside of the cylinder

dre. L'autre noyau 40 comporte deux disques d'extrémité 41 et  dre. The other core 40 has two end disks 41 and

42 joints par une branche cylindrique centrale 43, cet agence-  42 joined by a central cylindrical branch 43, that agency

ment supportant un enroulement 45.supporting a winding 45.

Ce coupleur est utilisé pour transférer de l'énergie électrique  This coupler is used to transfer electrical energy

d'une source 47 à une charge d'utilisation 48, la source connec-  from a source 47 to a user load 48, the source connects

-20 tée à l'enroulement 38 constituant le primaire, et la charge d'utilisation étant connectée à' l'enroulement 45 constituant  20 to the winding 38 constituting the primary, and the load of use being connected to the winding 45 constituting

le secondaire de cet agencement de couplage inductif.  the secondary of this inductive coupling arrangement.

Avec un tel agencement, lorsque le noyau 40 est retiré du noyau  With such an arrangement, when the core 40 is removed from the core

34 pour effectuer une déconnexion, il se produit un accroisse-  34 to make a disconnection, there is an increase in

ment inacceptable du courant primaire, ce qui nécessite ltinser-  unacceptable primary current, which necessitates

tion d'un élément auxiliaire pour remplacer le noyau enlevé.  an auxiliary element to replace the removed core.

Au lieu de la nécessité de l'insertion d'une broche distincte, l'agencement de la figure 3 peut comporter un circuit auxilaire constitué d'une inductance 51 en série avec un agencement en  Instead of the need for the insertion of a separate pin, the arrangement of FIG. 3 may include an auxiliary circuit consisting of an inductor 51 in series with an arrangement

parallèle d'une inductance 52 et d'une capacité 53, cette in-  parallel to an inductor 52 and a capacitor 53, this

ductance 52 étant connectée à l'enroulement primaire 38. Les valeurs des inductances et de la capacitance sont telles que lorsque le noyau 40 est inséré à l'intérieur du noyau 34, le - 7 - circuit primaire soit accordé sur la fréquence d'alimentation et, lorsque le noyau 40 est retiré, ce circuit ne soit pas accordé plus longtemps sur cette fréquence de façon à réduire  The inductance and capacitance values are such that when the core 40 is inserted inside the core 34, the primary circuit is tuned to the supply frequency. and, when the core 40 is removed, this circuit is not tuned for longer on this frequency so as to reduce

substantiellement et limiter le courant dans ce circuit primaire.  substantially and limit the current in this primary circuit.

L'inducteur selon l'invention est du type représenté à la figure 3 mais, cependant, lorsqu'il est utilisé pour un tel transfert d'énergie électrique, il élimine complètement, pour protéger le primaire, le besoin d'une fiche insérable séparée  The inductor according to the invention is of the type shown in FIG. 3, but, however, when it is used for such a transfer of electrical energy, it completely eliminates, to protect the primary, the need for a separate insertable plug

ou d'un circuit auxiliaire distinct.  or a separate auxiliary circuit.

La figure 4 représente dans son principe le concept du transfert d'énergie électrique selon l'invention. Le coupleur inductif de cette figure 4 comporte un noyau intérieur 60 ayant des parties terminales agrandies 61 et 62, chacune d'une longueur W suivant l'axe et un enroulement 63 d'une longueur î disposé entre ces parties terminales. Disposé extérieurement autour de ce noyau intérieur se trouve un noyau extérieur 67, de forme générale  FIG. 4 represents in principle the concept of the transfer of electrical energy according to the invention. The inductive coupler of this FIG. 4 has an inner core 60 having enlarged end portions 61 and 62, each of a length W along the axis and a coil 63 of a length disposed between these end portions. Arranged externally around this inner core is an outer core 67, of general shape

cylindrique, ayant des parties terminales s'étendant vers l'in-  cylindrical, having end portions extending towards the

térieur 68 et 69, chacune d'une longueur Et suivant l'axe, con-  68 and 69, each of a length and along the axis,

tenant entre elles un enroulement 70 d'une longueur ú'0 Les longueurs suivant l'axe, inégales, des parties d'extrémité et des enroulements, permettent un mouvement axial relatif limité des noyaux intérieur et extérieur en réponse aux forces axiales sur le coupleur sans accompagnement d'aucune modification de rendement.  holding between them a winding 70 of length ú'0 The unequal lengths of the axis, end portions and windings allow limited relative axial movement of the inner and outer cores in response to axial forces on the coupler without accompanying any change in performance.

Les parties terminales des noyaux 60 et 67 sont en correspon-  The end portions of the cores 60 and 67 are correspondingly

dance de flux magnétique et des moyens sont prévus pour connec-  magnetic flux and means are provided to

ter l'enroulement intérieur 63 à une source d'énergie électrique 74 et pour connecter l'enroulement extérieur 70 à une charge d'utilisation 75. On doit noter que cet agencement connectant la source à l'enroulement intérieur et la charge d'utilisation  the inner winding 63 to an electrical power source 74 and to connect the outer winding 70 to a load of use 75. It should be noted that this arrangement connecting the source to the inner winding and the load of use

à l'enroulement extérieur contraste directement avec l'agence-  to the outer winding contrasts directly with the agency-

ment proposé par la figure 3 de l'art antérieur0 - $ - Un circuit simplifié équivalent à l'enroulement primaire est illustré à la figure 5 et comporte l'agencement en parallèle d'une inductance L et d'une résistance R. Le courant primaire est Ip, il est constitué du courant magnétisant IL traversant l'inductance L et du courant d'utilisation réfléchi IR tra versant la résistance Ro  3, a simplified circuit equivalent to the primary winding is illustrated in FIG. 5 and comprises the parallel arrangement of an inductance L and a resistor R. The current primary is Ip, it consists of the magnetizing current IL crossing the inductance L and the reflected use current IR trapping the resistance Ro

La figure 6 représente un diagramme vectoriel des courants il-  Figure 6 shows a vector diagram of the currents

lustrés sur la figure 5. Le vecteur IR représente le courant d'utilisation réfléchi et le vecteur IL1 représente le courant magnétisant traversant l'inductance Lo En conséquence, Ip est le courant primaire résultant. Dans un mode de réalisation préférentiel les noyaux seront constitués de ferrite et en  The IR vector represents the reflected use current and the IL1 vector represents the magnetizing current flowing through the inductance Lo. As a result, Ip is the resulting primary current. In a preferred embodiment the cores will consist of ferrite and in

conséquence tous courants de pertes dans le noyau seront mi-  consequence any current of losses in the nucleus will be

nimaux et, pour la clarté, n'ont pas été représentéso Quand le  and, for the sake of clarity, have not been represented.

coupleur n'est pas accouplé, il n'y a pas de courant d'utili-  coupler is not coupled, there is no current used

sation réfléchi et le courant primaire total est le courant traversant l'inductance L, désigné par le vecteur IL2 sur la figure 6o L'enroulement intérieur ou primaire 63 possède une certaine  The total primary current is the current flowing through the inductance L, designated by the vector IL2 in FIG. 6o. The inner or primary winding 63 has a certain amount of current.

inductance LM en etat d'accouplement et une inductance LU dif-  LM inductance in the coupling state and a different LU inductance

férente et bien plus basse en état de- désaccouplement. Si le  ferent and much lower in decoupling state. If the

rapport du courant d'utilisation réfléchi au courant magnéti-  ratio of the usage current reflected to the magnetic current

sant (IR/IL1) est étudié pour être le même que le rapport LM/Lu, le courant primaire ne change alors pas notablement d'amplitude mais demeure sensiblement constant dans l'état d'accouplement  (IR / IL1) is designed to be the same as the LM / Lu ratio, the primary current does not change significantly amplitude but remains substantially constant in the state of coupling

ou de désaccouplement du coupleur inductif. Ainsi, sur la fi-  or uncoupling the inductive coupler. Thus, on the

gure 6, le vecteur Ip, lorsque le coupleur est en état accouplé, est approximativement de la même grandeur que le vecteur IL2, qui représente le courant primaire lorsque le coupleur est en situation désaccouplée. Par le jeu d'un exemple dans un montage  In FIG. 6, the vector Ip, when the coupler is in the coupled state, is approximately the same size as the vector IL2, which represents the primary current when the coupler is in uncoupled state. By the play of an example in a montage

d'essai, pour un coupleur ayant 40 tours aux enroulements pri-  test, for a coupler with 40 turns to the primary windings

maire et secondaire, avec noyaux de ferrite, l'in'ductance de l'enroulement du noyau intérieur, en état accouplé, était de - 9 - l'ordre de 4,8 millihenrys, et de 360 microhenrys en état  mayor and secondary, with ferrite cores, the inductance of the coil of the inner core, in coupled state, was of the order of 4.8 millihenrys, and 360 microhenrys in state

désaccouplé. Ces valeurs donnent un rapport de LM/LU = 13,3/1.  uncoupled. These values give a ratio of LM / LU = 13.3 / 1.

Dans la pratique, ce rapport de 13,3/1 serait quelque peu plus élevé que souhaité pour un rapport de courant d'utilisation réfléchi au courant magnétisant puisqu'il nécessiterait plus de tours au primaire, amenant ainsi un accroissement de pertes  In practice, this ratio of 13.3 / 1 would be somewhat higher than desired for a current ratio of use reflected to the magnetizing current since it would require more turns in the primary, leading to an increase in losses.

dans le cuivre se traduisant par un ensemble quelque peu inef-  in copper resulting in a somewhat inef-

ficace. En conséquence, le rapport du courant d'utilisation réfléchi au courant magnétisant est choisi pour être de l'ordre  ficient. As a result, the ratio of the use current reflected to the magnetizing current is chosen to be of the order

de 5/1. Puisque ce n'est pas le rapport exact de LM/LU, le cou-  of 5/1. Since this is not the exact ratio of LM / LU, the

rant dans le primaire va monter quelque peu lorsque le coupleur sera désaccouplé, mais il ne montera seulement que de 2 fois 1/2  in the primary will go up somewhat when the coupler will be uncoupled, but it will only go up 2 1/2 times

approximativement (13,3: 5 = 2,6), ce qui est plus qu'accepta-  approximately (13.3: 5 = 2.6), which is more than acceptable

ble, et, en fait, un accroissement du courant primaire d'appro-  and, in fact, an increase in the primary current of appro-

ximativement 5 fois celui d'un état accouplé doit donner des  approximately 5 times that of a coupled state must give

résultats satisfaisants.satisfactory results.

La figure 4 illustrait les principes d'un mode de réalisation selon l'invention pour la représentation simpliste d'un coupleur coaxial. Un autre mode de réalisation d'un coupleur réel selon les enseignements de l'invention est représenté aux figures 7 à auxquelles il sera maintenant fait référence. Ce coupleur 80 est constitué de deux parties accouplables 82 et 83, la partie 82 contenant un noyau intérieur 8b et la partie 83 contenant un noyau extérieur 87. Un ensemble support intérieur 90 comporte une partie en tige allongée 91 sur laquelle est monté le noyau intérieur 86. Pour faciliter la fabrication, ce noyau intérieur,  FIG. 4 illustrates the principles of an embodiment according to the invention for the simplistic representation of a coaxial coupler. Another embodiment of a real coupler according to the teachings of the invention is shown in FIGS. 7 to which reference will now be made. This coupler 80 is comprised of two mating parts 82 and 83, the portion 82 containing an inner core 8b and the portion 83 containing an outer core 87. An inner support assembly 90 has an elongated shaft portion 91 on which the inner core is mounted. 86. To facilitate manufacture, this inner core,

de préférence en ferrite support de flux magnétique, est cons-  preferably ferrite magnetic flux support, is con-

titué de trois pièces séparées, les pièces d'extrémité 94 et 95 et une pièce centrale 96 autour de laquelle sont bobinés un certain nombre de tours d'un enroulement primaire 97. L'ensemble entier est maintenu en position au moyen d'une tête de retenue  three separate pieces, the end pieces 94 and 95 and a central piece 96 around which are wound a number of turns of a primary winding 97. The whole assembly is held in position by means of a head restraint

104 fixée à la partie de tige 91 au moyen d'une vis 105.  104 attached to the shaft portion 91 by means of a screw 105.

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Une coque de protection e>xtérieure 110 'est montée par vissage en 111 sur l'ensemble support intérieur 90 auquel une tête d'extrémité 114 est aussi connectée, au moyen de vis 1*13. Cette tête d'extrémité 114 en conjonction avec l'ensemble support intérieur 90 délimite une cavité intérieure 118 dans laquelle est située une pièce d'ancrage 120 maintenue en position, de preférence en remplissant la cavité interne 118 avec une résine  An outer protective shell 110 'is threadably mounted at 111 on the inner support assembly 90 to which an end head 114 is also connected by means of screws 1 * 13. This end head 114 in conjunction with the inner support assembly 90 defines an interior cavity 118 in which is located an anchor 120 held in position, preferably by filling the inner cavity 118 with a resin

telle que du polyuréthane.such as polyurethane.

Un câble électrique 122, de type coaxial, est amené à travers la tête d'extrémité 114, et ensuite son blindage extérieur 123 et son conducteur intérieur 124 sont connectés à des bornes 125 et 126 respectivement, le conducteur intérieur 124 passant dans la pièce d'ancrage 120. Une extrémité de l'enroulement 97 est  An electrical cable 122, of coaxial type, is passed through the end head 114, and then its outer shield 123 and its inner conductor 124 are connected to terminals 125 and 126 respectively, with the inner conductor 124 passing through the 120. An end of the winding 97 is

connectée à la borne 125 par le passage qui comporte une rai-  connected to terminal 125 by the crossing which includes a

nure 130 dans la pièce en ferrite 97, se poursuit dans la rai-  nite 130 in the ferrite part 97, continues in the

nure 131 de la pièce d'extrémité 94 et passe dans l'ouverture 132 de l'ensemble de support intérieur 90. L'autre extrémité de l'enroulement 97 est connectée à la borne 126 par le passage  131 of the end piece 94 and passes into the opening 132 of the inner support assembly 90. The other end of the winding 97 is connected to the terminal 126 through the passage

qui comporte des rainures 130' et 131' et l'ouverture 132'.  which has grooves 130 'and 131' and the opening 132 '.

La partie d'accouplement 83 comporte une tête d'extrémité 150 à  The coupling portion 83 has an end head 150 to

laquelle est connectée par l'intermédiaire de vis 152, un cylin-  which is connected by means of screws 152, a cylinder

dre intérieur 154 constitué d'un matériau plastique, tel que du  interior die 154 made of a plastic material, such as

"1delrin", et formant un logement épaulé 155 sur sa surface inté-  "1delrin", and forming a stepped housing 155 on its integral surface.

rieure, adapté pour recevoir-le noyau magnétique extérieur 87 et  upper, adapted to receive the outer magnetic core 87 and

limiter son degré d'insertion.limit the degree of insertion.

Pour la facilité de la fabrication, le noyau magnétique exté-  For ease of manufacture, the outer magnetic core

rieur 87 est fabriqué en trois pièces: deux pièces d'extrémité  87 is manufactured in three pieces: two end pieces

et 161 ayant des parties terminales qui s'étendent radiale-  and 161 having terminal portions extending radially

ment vers le centre du noyau et une partie centrale 162 avec un enroulement 165 se trouvant contenu entre les pièces d'extrémité et 161. La partie magnétique est maintenue en position au moyen d'une grande pièce guide 168 montée par vissage dans  to the center of the core and a central portion 162 with a coil 165 located between the end pieces and 161. The magnetic portion is held in position by means of a large guide piece 168 screwed into

_ 11 __ 11 _

l'extrémité du cylindre extérieur 154 et ayant une partie ter-  the end of the outer cylinder 154 and having a ter-

minale 169, généralement arrondie et tronconique pour la commo-  169, generally rounded and frustoconical for the commu-

dité d'insertion dans la coque de protection extérieure 110 et  insertion dice in the outer protective shell 110 and

pour limiter le mouvement du noyau extérieur 87.  to limit the movement of the outer core 87.

D'une manière similaire au câble électrique 122, un câble élec-  In a manner similar to the electrical cable 122, an electrical cable

trique coaxial 170 a son blindage extérieur 171 connecté à une  coaxial truss 170 has its outer shield 171 connected to a

borne 172 tandis que son conducteur intérieur 174 passe à tra-  terminal 172 while its inner conductor 174 passes through

vers une pièce d'ancrage 175 et est connecté à une borne 176.  to an anchor 175 and is connected to a terminal 176.

La pièce d'ancrage 175 est maintenue en position au moyen d'un matériau d'enrobage 178 tel que du polyuréthane. Une extrémité de l'enroulement 165 est alors connectée à la borne 172 tandis que l'autre extrémité de cet enroulement est connectée à la  The anchor 175 is held in position by means of a coating material 178 such as polyurethane. One end of the winding 165 is then connected to the terminal 172 while the other end of this winding is connected to the

borne 176.terminal 176.

Afin de maintenir les parties 82 et 83 en état de verrouillage lorsqu'elles sont accouplées, il est prévu plusieurs verrous 184 disposés à l'intérieur de cavités dans la tête d'extrémité , Comme visible sur la figure 8, la partie saillante 185 du verrou 184 s'engage dans une rainure 186 à l'intérieur de la coque de protection extérieure 110, et est maintenue dans cet état sous l'action d'un ressort 188. Avec cet agencement, les deux parties accouplées ne se désaccouplent pas simplement du fait d'une traction exercée sur les câbles respectifs 122 et  In order to keep the parts 82 and 83 in the locked state when they are coupled, there are provided several latches 184 disposed inside cavities in the end head. As can be seen in FIG. 8, the projecting portion 185 of FIG. latch 184 engages in a groove 186 inside the outer protective shell 110, and is maintained in this state under the action of a spring 188. With this arrangement, the two coupled parts do not disconnect simply due to a pull on the respective cables 122 and

170. Afin de les désaccoupler, il est ménagé une bague de ver-  170. In order to disconnect them, a ring of

rouillage 190 à laquelle sont connectées plusieurs tiges de déverrouillage 191 traversant des ouvertures respectives de la tête d'extrémité 150. Ces tiges dedéverrouillage comportent une surface dentée ou en came 195 et lorsque la cuvette 190 est  rusting 190 to which are connected several unlocking rods 191 through respective apertures of the end head 150. These unlocking rods have a toothed surface or cam 195 and when the bowl 190 is

tirée, l'action de came de la surface de verrou 184 qui s'en-  pulled, the cam action of the latch surface 184 which

gage aveu la surface de came 195 provoque le retrait du verrou 184 à fond dans sa cavité, tirant la partie saillante 185 hors d'engagement avec la rainure 186 pour effectuer, de ce fait, un désaccouplement des parties 82 et 830 Le mouvement de la cuvette de déverrouillage 190 est limité par des saillies d'extrémité  Confessing the cam surface 195 causes the latch 184 to retract fully into its cavity, pulling the projecting portion 185 out of engagement with the groove 186 to effect, thereby, uncoupling the portions 82 and 830. Unlocking bowl 190 is limited by end protrusions

197 des tiges de déverrouillage 191. Si la cuvette de déver-  197 of the unlocking rods 191. If the bowl of unlocking

rouillage 190 est maintenue dans sa-position d'extension, le verrou 184 est alors maintenu dans son état de retrait de telle sorte que les deux parties peuvent être accouplées, après quoi la cuvette de déverrouillage 90 est déplacée dans la position illustrée à la figure 8 pour effectuer un verrouillage des  the latch 184 is maintained in its retracted state so that the two parts can be coupled, after which the unlocking bowl 90 is moved into the position illustrated in FIG. 8 to lock

deux parties.two parts.

Si, d'autre part, en état désaccouplé, la cuvette de déverrouil-  If, on the other hand, in the uncoupled state, the unlocking bowl

lage 190 est poussée en avant de telle sorte que le verrou 184 s'engage sur une surface inclinée 195 de tige de déverrouillage , l'accouplement et le verrouillage peuvent alors être encore effectués par le moyen de la surface inclinée 200 de la surface intérieure de la coque de protection extérieure 110, qui forme une surface à effet de came pour la saillie 185 du verrou 184 pour forcer celui-ci dans son logement de telle sorte  The latch 190 is urged forward so that the latch 184 engages an unlocked rod inclined surface 195, the coupling and locking can then be further effected by means of the inclined surface 200 of the inner surface of the latch. the outer protective shell 110, which forms a camming surface for the protrusion 185 of the latch 184 to force it into its housing such that

que le coupleur puisse être mis dans l'état de la figure 8.  that the coupler can be put in the state of Figure 8.

Lorsque le coupleur est utilisé dans une ambiance subaquatique, il existe une possibilité que des matières étrangères puissent pénétrer dans les cavités lorsque ce coupleur est en état de désaccouplement. De telles matières étrangères, par exemple, peuvent comprendre la boue, le sable, les algues, etc. En conséquence, on a pourvu à l'essuyage de la surface intérieure de la coque de protection extérieure 110 et des surfaces des pièces magnétiques découvertes. Ceci est accompli en ménageant  When the coupler is used in an underwater environment, there is a possibility that foreign matter may enter the cavities when this coupler is in a state of uncoupling. Such foreign matters, for example, may include mud, sand, algae, etc. As a result, wiping of the inner surface of the outer protective shell 110 and surfaces of the exposed magnetic pieces was provided. This is accomplished by

des rondelles ou bagues 204 et 205 positionnées entre le cylin-  washers or rings 204 and 205 positioned between the cylinder

dre intérieur 154 et la grande pièce guide 168, ainsi qu'une rondelle similaire 206 située autour de la tige 91 et maintenue en position au moyen de la tête de retenue 104. Ces rondelles  154 and the large guide piece 168, and a similar washer 206 located around the rod 91 and held in position by means of the retaining head 104. These washers

sont constituées, de preférence, d'une matière à base de caout-  preferably consist of a rubber-based material

clhouc qui empêche l'encrassement à l'accouplement, un exemple étant "NO FOUL" (SANS ENCRASSEMENT), un produit de la Compagnie B.F. GOODRICH 00, Puisque la rondelle 204 est en engagement étroit avec la surface intérieure de la coque de protection  Clutch which prevents coupling fouling, an example being "NO FOUL", a product of B.F. GOODRICH 00 Company, since the washer 204 is in close engagement with the inner surface of the protective shell

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extérieure 110 des ouvertures 210 et 211 sont ménagées dans cette coque de façon à procurer des trous d'évacuation pour l'eau lorsque les parties de l'accouplement sont accouplées  110 of the openings 210 and 211 are formed in this shell so as to provide drainage holes for the water when the parts of the coupling are coupled

et désaccouplées respectivement.and uncoupled respectively.

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R-NE-NCI)A T I ONÄS 1. Coupleur inductif caractérisé en ce qu'il comprend: un premier ensemble support comportant une partie en tige allongée  1. Inductive coupler, characterized in that it comprises: a first support assembly comprising an elongated rod portion;

un premier noyau allongé conducteur de flux magnétique s'éten-  a first elongated conductive core of magnetic flux extends

uant autour de cette tige allongée, porté par elle et comportant des première et seconde parties terminales et une partie centrale reliant ces parties terminales; un premier enroulement positionné autour de cette partie centrale; un second ensemble support de forme générale cylindrique et creuse; un second noyau conducteur de flux magnétique positionné autour de la surface intérieure de ce second ensemble support;  around said elongated rod, carried by it and having first and second end portions and a central portion connecting said end portions; a first winding positioned around this central portion; a second support assembly of generally cylindrical and hollow form; a second magnetic flux conducting core positioned around the inner surface of said second support assembly;

un second enroulement positionné autour de la surface inté-  a second winding positioned around the inner surface

rieure de la partie centrale de ce second noyau le premier noyau pouvant s'accoupler intérieurement avec le second noyau de telle sorte que les première et seconde parties d'extrémité du premier noyau soient en concordance de flux - magnétique avec les parties terminales respectives du second noyau; ce second noyau présentant une forme cylindrique creuse, des première et seconde parties terminales, et ladite partie  the first core being internally mating with the second core such that the first and second end portions of the first core are in flux-magnetic relationship with the respective end portions of the second core; core; this second core having a hollow cylindrical shape, first and second end portions, and said portion

centrale réunissant ces deux parties terminales.  central unit bringing together these two end parts.

2. Coupleur inductif selon la revendication 1, caractérisé en  Inductive coupler according to claim 1, characterized in that

ce qu'il comporte une coque de protection cylindrique exté-  it has an external cylindrical protective shell

rieure entourant ensemble les premier et second noyaux lors-  surrounding the first and second nuclei together

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qu'il est à l'état accouplé.he is in the mated state.

3. Coupleur inductif selon la revendication 2, caractérisé en  3. Inductive coupler according to claim 2, characterized in

ce que cette coque de protection est portée par le premier en-  what this protective shell is worn by the first

semble support. 4. Coupleur inductif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte: une pièce guide connectée à une extrémité de l'ensemble de forme générale creuse pour faciliter l'insertion dans ladite  seems support. 4. Inductive coupler according to claim 2, characterized in that it comprises: a guide piece connected to one end of the generally hollow-shaped assembly to facilitate insertion into said

coque de protection.protective case.

5. Coupleur inductif selon l'une quelconque des revendications  Inductive coupler according to one of the claims

précédentes, caractérisé en ce que le premier noyau est consti-  previous ones, characterized in that the first core is

tué de plusieurs pièces en matériau conducteur de flux magné-  killed by several pieces of magnetic flux-conducting material

tique.tick.

6. Coupleur inductif selon l'une quelconque des revendications  Inductive coupler according to one of the claims

précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble support de forme  preceding, characterized in that the entire form support

générale cylindrique et creuse comporte un dispositif pour limi-  generally cylindrical and hollow comprises a device for limiting

ter le degré d'insertion en son intérieur du second noyau.  ter the degree of insertion into its interior of the second nucleus.

7. Coupleur inductif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce guide est accouplée au second noyau et comporte un dispositif pour limiter le mouvement de cette pièce par rapport à l'ensemble support de forme générale cylindrique et creuse0  7. Inductive coupler according to claim 4, characterized in that the guide piece is coupled to the second core and comprises a device for limiting the movement of this piece relative to the support assembly of generally cylindrical and hollow form

8. Coupleur inductif selon l'une quelconque-des revendications  Inductive coupler according to any one of the claims

précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte.  preceding, characterized in that it comprises.

une structure d'essuyage pour la surface intérieure de ladite coque de protection extérieure chaque fois que le coupleur est accouplé ou désaccouplé0 16 - 9. Coupleur inductif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de balayage des surfaces des premier et second noyaux qui sont en concordance de conduction de flux magnétique, chaque fois que le coupleur est accouplé et désaccouplé,  a wiper structure for the inner surface of said outer protective shell each time the coupler is coupled or uncoupled. 16 - 9. An inductive coupler according to claim 9, characterized in that it comprises a scanning structure of the surfaces of the first and second cores which are in magnetic flux conduction matching, each time the coupler is coupled and uncoupled,